Claims (3)
Изобретение относитс к силовой преобразовательной технике и может быть использовано в устройствах промышленной электроники дл стабилизации регулировани , симметрировани и комму таций переменных токов и напр жений. Известш 1 однофазные устройства дл регулировани и комхтуташга переменных напр жений, содержащие схему управлени силовой вентильный ключ переменного тока, через который нагрузка подключает с к сети питани , шунтирующий вентильный ключ переменного тока, включенный параллельно нагрузке, распределительные вентили Н коммутирующую пепочку, состо пцую из последовательно соединенных коммутирующего дроссел и коммутирующего конденсатора, котора через распределительные вентили подключаетс к силовым тиристорам (. Недостатком указанных устройств вл етс завышенна установленна мошность силовых вентилей и элементов цепи коммутащт. Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности преобразователь однофазного переменного напр жени в nepeMeiffloe, содержащий демфируюший дроссель, два силовых вентильных ключа из встречно-параллельно соединенных тиристоров , каждый из которых включен последовательно между соответствующим входным и выходным выводами, шунтирующий вентильный ключ, выполненный в виде диодного моста, выводы переменного тока которого соединены с выхрдными вывц- дами, а выводы посто нного тока зашунт рованы тиристором, узел коммутешии, содержащий один коммутирующий и два зар дных тиристора, коммутирующую цепочку из последовательно соединенных дроссел и конденсатора, включенную между общей точкой соединени катода первого из зар дных тиристоров и анода коммутирующего тиристора Н общей точкой диодного моста, а также выпр мительный моет 310 со сглаживаюигам , выводы переменного тока которого подключеггы к гшт-ани , а выводы посто нного тока чере сглаживающий фильтр - к аноду первого из зар дных тиристоров и обшей точке соединени катода коммутирующего TTipiic тора и катода второго зар дного тиристор анод которого соештен с общей точкой катодов диодного моста ГЗ.. В известном устройстве отключение нагрузки от сети питани производитс путем принудительного гащешш силовых тиристоров, в состав двух вентильных ключей, включенных последовательно в цепь питани . При этом, с одной стороны, применение двух силовых вентильных ключей, включенных последов тельно с нагрузкой привод т к снижению КПД устройства и увеличению установлен ной мощности силовых вентилей. С друго стороны, протекание импульса тока коммутации одновременно по двум параллель ным цеп м, включающим последовательно соединенные диод выпр мительного моста один из встречно-соединенных силовых тиристоров и один из диодов диодного моста, приводит к значительному завыщению установленной мощности элементо цепи коммутации. Все это ухудшает технико-экономические показатели устройства массогабариты и стоимость. Устранение указанных недостатков было бы возможно при сокращении числа последовательно включенных силовых вентильных ключей. Цель изобретени - уменьщение массргабаритных показателей и стоимости. Поставленна цель достигаетс тем, что в преобразователе однофазного переменного напр жени в переменное, содер жащем демфирующий дроссель, включенный со стороны одного из входных выводов , силовой и шунтирующие ключи, состо щие каждый из встречно-параллельно соединенных тиристоров, узел коммутаци состо5пций из двух распределительных мостов из коммутирующих тиристоров, к выходам посто нного тока которых подключена коммутирующа цепочка из последовательно соединенных дроссел и конденсатора, и блок управлени тиристорами , причем другой из входных и один из выходных выводов объединены, распределительные мосты по выходу соединены встречно-параллельно, силовой и щунтирующий ключи соединены последовательно и включены один в диагональ переменного тока одного распределитель 724 кого мсх:та, а другой - в д-цпгоиаль переменного тока второго распределительного моста, и допап1штельно введены датчик тока, а таюке блоки логики и задсркки , пр чем управл ющие электроды тиристоров силовых и щунтируюхпих ключей соединены с выходами блока управле1ш через соответствующие блоки задержки , а управл ющие электроды коммутирующих тиристоров в каждом из распределительных мостов соединены с соответствующим выходом блока управлетш через один из блоков логики, управл ющие входы которых соединены с выходом датчика тока, включенного между общей точкой соединени силового и шунтирующего ключей и вторым выходным выводом . На фиг. 1 приведена схема устройства; на фиг. 2 - эпюры импульсов, действующих на выходах блока управлени (Ux|,U2), датчика тока ( U), блоков логики ( , U(, ) и блоков задержки ( Uj. (J-)) ( Последовательности импульсов, формируемых на выходах блоков логики, на эпюрах помечены в скобках, указывающими номера коммутирующих тиристоров, на которые они поступают) на фиг.З эпюры напр жений питающей сети ( Uc ) и нагрузки (UH) по сн ющие принцип работы преобразовател . Предлагаемое устройство содержит силовую цепь, включающую демфирующий дроссель, силовой ключ, составленный из встречно-параллельно соединенных тиристоров 2 и 3 .и включенный последовательно между одним из входных и одним из выходных выводов к которым подключаетс сеть питани и нагрузка соответственно , силовой ключ, составленный из встречно-параллельно соединенных тиристоров 4 и 5 и подключенньгй к выходным выводам, .узел коммутации, включающий два распределительных моста из коммутирующих тиристоров б-9и10-13, выходь переменного тока которого подключены к силовым ключам из встречно-параллельно соединенных тиристоров 2,3 и 4,5 соответственно, а выходы посто нного тока соединены встречно-параллельно , коммутирующую цепочку, состо щую из последовательно соединенных дроссел 14 и конденсатора 15 и подключенную к выходам посто нного тока распределительных мостов, и цепь управлени , включающую блок 16 управлени , 17 и 18 задержки, через которые управл ющие электроды силовых и коммутируюигх тиристоров св заны с выЗ{о - дами блока управлени , блоки 19 и 2О логики, снабженные двум выходами и обеспечивающие дополнительную св зь управл ющих электродов тиристоров каждого из распределительных мостов с выходами блока управлени , а также датчик .21 тока, включенный в цепь нагрузки , выходы которого подключ-ены к управ л ющим входам блоков логики, Устройство работает следующим образом . Тиристоры 2 и 3 включаютс ощювременно . При их включешга нагрузка оказываетс подключенной к сети питани . Одновременно включаютс тиристоры 10 - 13, обеспечива зар д конденсатора 15 через распределительный мост до пол рности, показанной на фиг. 1 без ско бок. Дл принудительной коммутации тирлстора 2 (или 3) к нему в обратном направлении прикладываетс запирающее напр жение через коммутирующие тиристоры 6 и 9 (или 7 и 8). После комму тации цепь нагрузки щунтируетс силовы ключом натиристорах 4 и 5. Одновременно с этим включаютс тиристоры 6-9 обеспечива зар д конденсатора 1 через распределительный мост до пол рности , показанной на фиг. 1 в скобках. Дл принудительной коммутации тиристор 4 (или 5) к нему в обратном направлении прикладываетс запирающее напр жение через коммутирующие тиристоры 1О и 13 (или 11 и 12). Избирательна KOM мутацк силовых тиристоров 2-5 обеспечиваетс с помощью датчика 21 тока и блоков 19 и 2О логики, которые дают разрешение на включение нужных коммутирующих тиристоров, через которые им- пульс коммутации поступает лшпь на тот силовой тиристор, который находитс в провод щем состо нии. Включение тиристоров 2 и 3 так же как и тиристоров 4 и 5 происходит периодически, через равные отрезки времени, определ емые частотой коммутации. При этом момент включени силовых тиристоров сдвинут относительно момента включени шунтирующих тиристоров на регулируемый отрезок времени. Принудительна коммутаци силового тиристора происходит в результате приложени к нему напирающего напр жени через соответствующие коммутирующие тиристоры следующим образом. Пусть, например, в провод щем состо нии находитс тиристор 2 (или 3), тогда включаютс коммутирующие тиристоры 6 и 9 ( или 7 и 8). При этом протекает импульс тока ксчччмуташш по цепи, включающей конденсатор 15, предварительно зар же гаый до пол рности, указанной на ({щг. 1 без скобок, тиристор О (или 7), цепь нагрузки, сеть питани , дроссель 1, тиристор 6 (или 8) и дроссель 14. Этот процесс длитс врем Ьц , соответствующее времени выключени тиристора, по истечении которого через блок 13 задержки включаютс тиристоры 6 - 9 и шунтирующие тиристоры 4 и 5. приводит к началу послекоммутационного перезар да конденсатора 15 до пол рности , указанной в скобках на фиг. 1, по пепи: дроссель 1 - силовые тиристоры 2 и 3 - распределительный мост на тиристорах 1О - 13 - сеть питани . Очередность включени тиристоров по сн етс эпюрами импульсов в управлени тиристоров, которые приведены на фиг.2. При включении силового ключа нагруэка подключаетс к питающей сети, а при его выключении она отключаетс от сети и замыкаетс через щунтирующий ключ. В результате таких переключений, проис- . ход щих периодически, с частотой коммуташп1 , а TaipKe путем регуштровани относительной длительности включенного состо ни силового ключа производитс регулирование переменного напр жени на выходе преобразовател . На фиг.З показаны эпюры напр жений питающей сети (Uc), по сн ющие способ, регулировани , реализуемый в преобразователе. Использование изобретени позвол ет в 1,4 раза уменьщить суммарную установленную мощность уала коммуташги, вдвое снигить мощность стшовых тиристоров , повысить на 2-5% КПД устройства , в 1,5-2 раза повысить максимальную рабочую частоту, и за счет этого снизить массогабаритные показатели и стоимость всего устройства. Формула изобретени Преобразователь однофазного переменного напр жени в переменное, содержагций демфирующий дроссель, включе шый со стороны одного из входных выводов, силовой и щунтируюшие ключи, состо щие каждый из встречно-параллельно соединенных тиристоров, узел коммутации, состо щий из двух распределительных мостов из ксж1мутирующюс тиристоров, к выходам посто нного тока которых подклю710 чена коммутирующа цепочка из последовательно соединенных дроссел и конденсатора , и блок управлени тиристорами причем другой из входных и одтш из выходных выводов объединешз,о т л и ч а к щ и и с тем, что, с целью уменьшени массогабаритных показателей и стоимостк , указанные распределительные мосты по выходу соединены встречно-параллельно , силовой и шунтирующий ключи соеди- нены последовательно и включены один в диагональ переменного тока одного распределительного моста, а другой - в диагональ переменного тока другого распределительного моста, и дополнительно введены датчик тока, а также блоки логики и задержки, причел управл ющие электроды тиристоров, силовых и шунтирующих ключей соединены с выходами блока уп728 равлени через соответствующие блоки задержки, а управл ющие электроды коммутирующих тиристоров в каждом из распределительных мостов соединены с соответствующим выходом блока управлени через один из блоков логики, управл ющие вкоаы которых соецинены с выхоаом датчика тока, включенного между обшей точкой соединени силового и щунтирующего ключей и другим выходным выводом . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство ССС(Р Н 334562, кл. G 05 F 1/2О, 1972, The invention relates to power converter technology and can be used in industrial electronics devices for stabilizing regulation, balancing and switching of alternating currents and voltages. Lime 1 single-phase devices for control and operation of alternating voltages, containing an AC power valve switch control circuit through which the load connects to the mains supply, an AC shunt valve switch connected in parallel to the load, distribution valves N commuting switch, are in series connected switching throttle and switching capacitor, which is connected to the power thyristors through distribution valves (. The disadvantage is The device is an overestimated installed power of the power valves and elements of the commutating circuit.The closest to the proposed technical essence of a single-phase alternating voltage converter in nepeMeiffloe, which contains a damping choke, two power switches of counter-parallel-connected thyristors, each of which is connected in series between corresponding input and output pins, shunt valve switch made in the form of a diode bridge, the AC pins of which are connected to you dc outputs and dc outputs are shaded by a thyristor, a switching node containing one switching and two charge thyristors, a switching chain of serially connected drosellers and a capacitor connected between the common connection point of the cathode of the first charge thyristor and the anode of the switching thyristor H is a common point of the diode bridge, as well as a rectifying washer 310 with a smoothing ig, whose AC outputs are connected to the PCGs, and DC outputs through the smoothing filter to the anode first of the thyristors and the common point of connection of the cathode of the commutating TTipiic torus and the cathode of the second charge thyristor, the anode of which is connected to the common point of the cathodes of the GZ diode bridge. In a known device, the load is disconnected from the mains by forcing the power thyristors into two valve gates. keys included in series in the food chain. At the same time, on the one hand, the use of two power valve switches connected in series with the load leads to a decrease in the device efficiency and an increase in the installed power of the power valves. On the other hand, the flow of a switching current pulse simultaneously through two parallel circuits, including a series-connected rectifier bridge diode, one of the counter-connected power thyristors and one of the diode bridge diodes, leads to a significant overestimation of the installed power of the switching element circuit. All this worsens the technical and economic indicators of the device mass and dimensions and cost. The elimination of these drawbacks would be possible with a reduction in the number of series-connected power valve switches. The purpose of the invention is to reduce the mass indicators and cost. The goal is achieved by the fact that in a single-phase alternating voltage converter into an alternating variable containing a damping choke connected on the side of one of the input pins, the power and shunt keys, each consisting of anti-parallel connected thyristors, are a node consisting of two distribution bridges from switching thyristors, to the direct current outputs of which a switching chain is connected from series-connected drosellers and a capacitor, and a thyristor control unit, moreover the other of the input and one of the output pins are combined, the distribution bridges on the output are connected in anti-parallel, the power and bypass keys are connected in series and included one in the diagonal of alternating current of one distributor 724 whom mch: one and the other in the d-tcgoial of alternating current of the second of the distribution bridge, and a current sensor is additionally inserted, and in logic, the logic and control blocks, as well as the control electrodes of the thyristors of the power and shunt switches, are connected to the outputs of the control block through the corresponding blocks The delay delays and the control electrodes of the switching thyristors in each of the distribution bridges are connected to the corresponding output of the control unit through one of the logic blocks, the control inputs of which are connected to the output of the current sensor connected between the common connection point of the power and shunt keys and the second output terminal. FIG. 1 shows a diagram of the device; in fig. 2 - pulse diagrams acting on the outputs of the control unit (Ux |, U2), current sensor (U), logic blocks (, U (,) and delay blocks (Uj. (J-)) (Pulse sequences generated at the outputs of the blocks logics on the plots are marked in parentheses, indicating the numbers of commutating thyristors to which they are supplied) in Fig. 3 plots of supply voltage (Uc) and load (UH) explaining the principle of operation of the converter. The proposed device contains a power circuit including a damping choke, power switch, made up of counter-parallel connected thyristors 2 and 3. and connected in series between one of the input and one of the output pins to which the power network and the load are connected, respectively, a power switch made up of counter-parallel connected thyristors 4 and 5 and connected to the output pins, a switching node, including two distribution bridges from switching thyristors b-9i10-13, the output of alternating current of which are connected to the power switches from oppositely connected thyristors 2,3 and 4,5, respectively, and the outputs of direct current We are an antiparallel switching circuit consisting of series-connected throttles 14 and a capacitor 15 and connected to the direct current outputs of the distribution bridges, and a control circuit including a control unit 16, 17 and 18 delays through which the control electrodes of the power and commutation switches thyristors are connected with CALLS {o - dami of the control unit, blocks 19 and 2O of logic, equipped with two outputs and providing additional communication of the control electrodes of the thyristors of each of the distribution bridges with the outputs of the control unit detecting and .21 current sensor included in the load circuit, the outputs of which are connected to the councils-enes l yuschim inputs of logic blocks, apparatus operates as follows. Thyristors 2 and 3 are activated at the same time. When they are turned on, the load is connected to the mains. At the same time, the thyristors 10 - 13 are turned on, providing the charge of the capacitor 15 through the distribution bridge to the polarity shown in FIG. 1 without skok. For forced switching of a teerstor 2 (or 3), a blocking voltage is applied to it in the opposite direction through the switching thyristors 6 and 9 (or 7 and 8). After commutation, the load circuit is shunted by a power key to the thyristors 4 and 5. At the same time, the thyristors 6–9 are turned on, providing a charge to the capacitor 1 through the distribution bridge to the polarity shown in FIG. 1 in brackets. For forced switching, the thyristor 4 (or 5) is applied to it in the opposite direction by a blocking voltage across the switching thyristors 1O and 13 (or 11 and 12). The selective KOM Mutack of power thyristors 2-5 is provided by a current sensor 21 and logic blocks 19 and 2 O, which give permission for switching on the required switching thyristors through which the switching pulse enters the thyristor which is in a conducting state. . The inclusion of thyristors 2 and 3, as well as thyristors 4 and 5, occurs periodically, at equal intervals of time, determined by the switching frequency. At that, the moment of switching on the power thyristors is shifted relative to the moment of switching on the shunt thyristors by an adjustable period of time. The forced switching of the power thyristor occurs as a result of the application of a pushing voltage to it through the corresponding switching thyristors as follows. Suppose, for example, that thyristor 2 (or 3) is in its current state, then commuting thyristors 6 and 9 (or 7 and 8) are turned on. At the same time, a current pulse kschchmmutashsh flows through a circuit including a capacitor 15, precharged to the polarity indicated on ({1 without brackets, thyristor O (or 7), load circuit, power supply network, choke 1, thyristor 6 ( or 8) and choke 14. This process lasts for Lz, corresponding to the thyristor off time, after which the thyristors 6–9 and shunt thyristors 4 and 5 turn on after the switching-over reset of the capacitor 15 to the polarity indicated by in brackets in Fig. 1, on pepi: choke 1 - power thyristors 2 and 3 - distribution bridge on thyristors 1 O - 13. - power network .The sequence of switching on the thyristors is explained by pulse pulses in the control of the thyristors, which are shown in figure 2. When the power switch of the power switch is turned on, the power switch when it is turned off, it is disconnected from the network and locked through the bypass key. As a result of such switchings, which occur periodically, with the frequency of the switch 1, and TaipKe by means of the regulling of the relative duration of the power switch on state Variable voltage output of the converter. Fig. 3 shows power supply voltage plots (Uc), explaining the control method implemented in the converter. The use of the invention makes it possible to reduce the total installed power of the commutator switch 1.4 times, to reduce the power of the thyristors by half, to increase the device efficiency by 2-5%, to increase the maximum operating frequency by 1.5-2 times, and thereby reduce the weight and dimensions and the cost of the entire device. Claims of a single-phase alternating voltage converter , to the direct current outputs of which a switching chain of series-connected throttle and capacitor is connected, and a thyristor control unit with another one of x and one of the output plots are combined with the fact that, in order to reduce the weight and size indicators and cost, the indicated distribution bridges are connected to the counter-parallel at the output, the power and shunt keys are connected in series one is connected to the diagonal of the alternating current of one distribution bridge, and the other is connected to the diagonal of the alternating current of the other distribution bridge, and a current sensor is added, as well as logic and delay blocks, the control electrodes of the thyristors, power and sh The key switches are connected to the outputs of the control unit via the corresponding delay blocks, and the control electrodes of the switching thyristors in each of the distribution bridges are connected to the corresponding output of the control block via one of the logic blocks, the control of which are connected to the output of the current sensor connected between the common point connecting power and shunt keys and other output pins. Sources of information taken into account in the examination 1. The author's certificate of the CCC (RN 334562, class G 05 F 1 / 2O, 1972,
2.АвторскЮе свидетельство СССР № 517122, кл. НО2 М 5/257, 1967. 2.AvtorskUE certificate of the USSR No. 517122, cl. HO2 M 5/257, 1967.
3.Авторское свидетельство № 469962, кл.Ь О5 F 1/2О, 1975.3. The author's certificate number 469962, CL. O5 F 1 / 2O, 1975.
fpu.ifpu.i
М/ /УM / Y
V/V /
4four
б/ Jb / j
fPu.2fPu.2
XTXt